Когато работите с хидравлични системи във фабрики или на строително оборудване, един компонент се появява отново и отново: управляващият клапан. Rexroth 4WE 6 E е един от най-широко използваните вентили в индустриалната хидравлика и има защо. Този клапан контролира как хидравличната течност се движи през системата, което означава, че контролира как се движат и работят машините.
4WE 6 E е това, което инженерите наричат управляван от електромагнитен насочен макарен клапан. Звучи сложно, но основната идея е проста. Когато електричеството протича към соленоида на клапана (електромагнитна намотка), то избутва метална макара вътре в тялото на клапана. Това движение на макарата пренасочва хидравличната течност от един порт към друг, променяйки посоката, в която се движи хидравличен цилиндър или мотор. Когато електричеството спре, пружина избутва макарата обратно в първоначалното й положение.
Какво прави 4WE 6 E различен
„E“ в името на модела ви казва нещо важно за дизайна на този клапан. Това означава, че клапанът използва соленоид с мокър щифт, където електромагнитната намотка е в контакт с хидравличната течност. Този избор на дизайн има няколко предимства. Маслото помага за охлаждане на соленоида, намалява шума при работа и удължава експлоатационния живот на компонента. Можете дори да завъртите соленоида на 360 градуса при повечето версии, което улеснява инсталирането в тесни пространства.
Вентилът следва стандарта NG6, който също се нарича CETOP 3 или D03 в различни части на света. Тази стандартизация има повече значение, отколкото си мислите. Това означава, че вентилът пасва на стандартни монтажни плочи и може да бъде сменен с подобни клапани от Parker, Vickers или Argo Hytos, без да променяте хидравличния колектор. За екипите по поддръжката тази взаимозаменяемост намалява времето за престой, когато имате нужда от бърза резервна част.
Rexroth оценява 4WE 6 E за налягане до 350 бара, което се равнява на около 5076 PSI. Максималният капацитет на потока достига 80 литра в минута при версиите, захранвани с постоянен ток, или около 21 галона в минута. Тези числа поставят вентила в категорията с висока производителност за неговия размер. Ще откриете, че контролира всичко - от машини за леене под налягане до хидравлични системи на багери и минно оборудване.
Как всъщност работи вентилът
Вътре в тялото на клапана макарата се движи напред-назад, за да свързва различни портове. Вентилът има четири основни порта, които инженерите обозначават с P, T, A и B. Порт P се свързва с вашата хидравлична помпа, която доставя течност под налягане. Порт T се свързва с резервоара или резервоара, където течността се връща. Портове A и B се свързват към вашия хидравличен задвижващ механизъм, като двете страни на цилиндър.
Когато захранвате един соленоид, макарата се измества, за да свърже P към A и B към T. Това изпраща течност под налягане към едната страна на вашия цилиндър, докато другата страна се източва обратно към резервоара. Захранвайте другия соленоид и връзките се обръщат. Сега P се свързва с B и A се свързва с T, премествайки вашия цилиндър в обратната посока. В централна позиция без задействани соленоиди, центрираните с пружина версии държат макарата в неутрална позиция, която блокира всички портове.
Вентилът се предлага в различни конфигурации на макара, които инженерите наричат "символи". Символът E е общ за трипозиционни вентили с пружинно центриране. Когато вентилът седи в централната си позиция, всички портове са блокирани. Символ HA представлява двупозиционен вентил с възвратна пружина, който се използва, когато е необходимо движение само в една посока. Някои приложения използват фиксиращи версии, отбелязани с "OF", където механичен щифт заключва макарата на място, след като се премести. Тези ограничителни клапани се нуждаят само от кратък електрически импулс за превключване на позиции, което спестява енергия в системи, които задържат позиция за дълги периоди.
Съображения за налягане и проектиране на системата
Едно число изисква внимание, когато проектирате системи, използващи 4WE 6 E: максималното налягане на порта на резервоара. Докато портове P, A и B могат да се справят с 350 бара, порт T обикновено достига максимум до 160 бара, въпреки че някои варианти достигат до 210 бара. Тази разлика създава важно ограничение на дизайна. Когато пускате вентила при максимално работно налягане с определени символи на макарата, Rexroth предупреждава, че порт T трябва да се използва като дренажна линия, а не като връщаща линия, която може да види обратно налягане от вашия резервоар или други компоненти.
Това ограничение на налягането се свързва с вътрешното функциониране на макарните. Тесните хлабини между макарата и тялото на клапана, които позволяват на клапана да функционира, също създават вътрешни течове. Това не е дефект; това е присъща характеристика на конструкцията на макарата. Тъй като вентилът се износва с течение на времето, това вътрешно изтичане се увеличава постепенно. Изтичащата течност трябва да отиде някъде, поради което границата на налягането в отвора на резервоара е важна за дългосрочната надеждност.
Друг проблем, свързан с налягането, идва с диференциалните цилиндри, където областта от страната на пръта е по-малка от тази от страната на буталото. Ако символът на вашия клапан блокира връщането от страната на пръта по време на определени условия на превключване, съотношението на площта може да увеличи налягането в камерата на пръта над номиналното налягане от 350 бара на клапана. Това явление се нарича повишаване на налягането и може да повреди цилиндрите или дори да причини опасни повреди. Решението включва добавяне на външни предпазни клапани от страната на пръта на диференциалните цилиндри или избор на символи на макара, които не създават това състояние на блокиране.
Електрически спецификации и опции за управление
4WE 6 E работи както с DC, така и с AC електрически захранвания. Обичайните постоянни напрежения включват 12, 24, 96 и 205 волта. AC версиите обикновено работят на 110/120 или 230 волта при 50 или 60 Hz. Електрическият конектор следва стандарта EN 175301-803 с триполюсен дизайн, който включва две захранващи връзки и заземяване. Повечето версии включват вградени диоди за потискане за защита срещу пикове на напрежението, когато соленоидът се изключи.
За приложения в опасни зони Rexroth предлага взривозащитени версии, обозначени с XE или VE1. Тези варианти отговарят на стандартите ATEX за европейски инсталации или изискванията на NEC 505/клас I зона 1 за сайтове в Северна Америка. Взривозащитените корпуси и искробезопасните соленоиди позволяват на клапана да работи безопасно в среда със запалими газове или пари, като химически заводи или офшорни нефтени платформи.
Опцията за фиксиране с обозначение "OF" осигурява значителни предимства за енергийна ефективност. Вместо да поддържате соленоид постоянно захранван, за да задържите позиция, вие изпращате импулс от 100 милисекунди, за да преместите макарата, след което механичният ограничител я заключва на място. Това намалява генерирането на топлина, удължава живота на соленоида и намалява консумацията на електроенергия. Производителите на машинни инструменти използват тази функция за хидравлични затягащи системи, които трябва да държат детайлите здраво по време на дълги операции на обработка.
Съвместимост с течности и уплътнителни материали
Стандартното 4WE 6 E се предлага с уплътнения от NBR (нитрилен каучук), които работят с повечето хидравлични масла на минерална основа, отговарящи на спецификациите HLP или HVLP. Уплътненията от NBR също работят с водно-гликолови огнеустойчиви течности в категорията HFC. Въпреки това, ако вашата система използва биоразградими хидравлични течности като HETG, HEES или HEPG или синтетични огнеустойчиви течности като HFDU или HFDR, трябва да посочите FKM (флуоровъглеродни) уплътнения при поръчка.
Грешният уплътнителен материал причинява бързо влошаване и отказ на системата. Ако сменяте уплътнения по време на поддръжка, проверете каква течност всъщност използва вашата система, преди да поръчате части. Комплектът уплътнения NBR носи номер на част 3492432, докато комплектът FKM е 3120269. Използването на грешен комплект означава, че ще разкъсате клапана отново след няколко месеца, след като несъвместимите уплътнения се подуят, напукат или разпаднат.
Rexroth уточнява, че хидравличната течност трябва да отговаря на стандартите за чистота ISO 4406 Class 20/18/15. Този трицифрен код показва максималния брой частици при различни размери. Почистващата течност намалява износването на прецизно обработената макара и повърхностите на отвора. Замърсената течност ускорява износването, увеличава вътрешното изтичане и може да причини залепване или неравномерно движение на макарата. Инсталирането на подходяща филтрация с елементи с размери от 10 микрометра или по-фини защитава вашата инвестиция във вентила и удължава експлоатационния живот.
Монтаж и първа експлоатация
Вентилът се монтира директно към стандартна плоча NG6 или CETOP 3 с помощта на четири болта. Монтажният модел и местоположението на портовете следват ISO 4401-03-02-0-05, осигурявайки съвместимост между производителите. О-пръстените уплътняват връзката на всеки порт и трябва да нанесете тънък слой хидравлична течност върху тези О-пръстени по време на монтажа, за да предотвратите прищипване или търкаляне.
Тъй като соленоидите използват дизайн с мокър щифт, вътрешните кухини трябва да се напълнят с хидравлична течност за правилна работа. По време на първоначалното стартиране може да се наложи да завъртите клапана няколко пъти, докато работи хидравличната помпа, за да прочистите въздуха от соленоидните камери. Въздухът, задържан в тези пространства, влияе върху силата на соленоида и времето за реакция на клапана. Някои инсталации включват малки винтове за обезвъздушаване на корпусите на соленоида, за да помогнат за освобождаването на уловения въздух по време на пускане в експлоатация.
Всеки 4WE 6 E включва ръчно управление, което ви позволява да преместите клапана без електрическо захранване. Стандартната скрита версия изисква специален инструмент за достъп. Опционалните версии включват назъбени копчета или заключващи се бутони с форма на гъба, които позволяват ръчна работа по време на поддръжка или аварийни ситуации. При два електромагнитни клапана никога не натискайте и двете ръчни превключватели едновременно, тъй като това създава механичен конфликт, който може да повреди вътрешните компоненти.
Контрол на потока и меко превключване
Някои версии на 4WE 6 E се доставят с дроселни вложки, които основно са калибрирани отвори, инсталирани в определени портове. Обозначението "/B12" показва 1,2-милиметров отвор на порт P. Тези дросели не само ограничават максималния поток. Основната им цел е да управляват скоковете на налягането и ударите на потока, които се случват по време на бързо превключване на клапана. Чрез контролиране на скоростта, с която потокът може да се промени, дроселните вложки намаляват удара на системата, защитават компонентите надолу по веригата и удължават цялостния живот на системата.
Някои варианти на модела, обозначени като ".73…A12", включват плавно превключване чрез модифицирана геометрия на макарата. Тези версии осигуряват приблизително 85 процента намаляване на шока в сравнение със стандартното превключване. По-мекият преход помага в приложения, при които преместването на клапана създава неприятен шум или където хидравличният удар поврежда тръбните връзки и колекторите с течение на времето. Компромисът е малко по-бавна реакция, което има значение при високоскоростни приложения, но предлага ясни предимства в системи, които дават приоритет на гладката работа и дълголетието.
Често срещани приложения и случаи на употреба
Насочващият управляващ вентил 4WE 6 E се появява в цялата индустриална автоматизация. Машините за леене под налягане използват тези клапани, за да контролират силите на затягане на формата и движенията на ежектора. Високото налягане на вентила и надеждното превключване го правят подходящ за взискателни работни цикли при обработката на пластмаси. Оборудването за формоване на каучук използва подобни конфигурации на клапани за контрол на пресата и изхвърляне на част.
Строителното и мобилното оборудване включва 4WE 6 E във вериги на рамена на багери, контроли на острието на булдозер и функции на стрелата на крана. Компактният размер на вентила спрямо неговия капацитет на потока спестява място в претъпкани мобилни хидравлични системи. Неговият стандартизиран монтаж позволява на производителите на оборудване да доставят от множество доставчици, без да препроектират колекторите.
Производителите на машинни инструменти инсталират тези клапани в шлифовъчни машини, фрезови центрове и автоматизирани производствени линии. Версиите с фиксиране работят особено добре в приспособления и системи за затягане, които трябва да задържат позиция надеждно, без да консумират непрекъснато електричество. Операциите на машинна обработка без надзор се възползват от спестяването на енергия и намаленото генериране на топлина на импулсно управляваните ограничителни клапани.
Отстраняване на неизправности и поддръжка
Когато 4WE 6 E не работи правилно, няколко често срещани проблема обикновено обясняват проблема. Бавното или непоследователно превключване често сочи към замърсена течност, която позволява на макарата да залепне в отвора си. Проверката на индикатора за диференциално налягане на филтъра на системата ви казва дали филтрирането е в крак с генерирането на замърсяване. Ако филтрите са закъснели за смяна, това е първото ви решение.
Електрическите проблеми се проявяват като пълен отказ за превключване или като слабо, колебливо действие на клапана. Проверете захранващото напрежение на конектора на клапана, докато соленоидът трябва да бъде захранен. Ниското напрежение намалява силата на соленоида и забавя реакцията. Разхлабените щифтове на конектора създават прекъсваща работа, която е разочароваща за диагностициране. Потискащите диоди, вградени в повечето клапани, могат да се окажат късо или да се отворят, което засяга поведението на соленоида.
Увеличаването на вътрешните течове през експлоатационния живот на вентила в крайна сметка изисква подмяна на уплътнението или смяна на клапана. Ако забележите, че хидравличен цилиндър пълзи надолу под натоварване, когато клапанът трябва да е в задържащо положение, вероятната причина е вътрешният теч. Инсталирането на външен задържащ товар клапан може да бъде по-лесно решение от смяната на клапан, ако течът не е сериозен. За приложения за задържане на критична позиция външните възвратни клапани или пилотно управляваните възвратни клапани осигуряват задържане на положителен товар, независимо от състоянието на насочващия клапан.
Дизайнът на соленоид с мокър щифт предлага предимство при поддръжка: можете да смените бобината, без да източвате системата или да губите хидравлична течност. Просто изключете електрическия конектор, развийте модула на соленоида и сменете бобината. Тази възможност за обслужване на място намалява времето за престой по време на ремонти. Когато поръчвате резервни бобини, проверете както номиналното напрежение, така и типът на съединителя съответстват на вашата инсталация.
Съображения за оразмеряване и избор
Изборът на правилния насочващ управляващ вентил включва съпоставяне на няколко параметъра с изискванията на вашето приложение. Започнете с налягане: ако вашата система работи над 350 бара, 4WE 6 E няма да работи. Капацитетът на потока се нуждае от проверка спрямо вашите изисквания за скорост на задвижващия механизъм. Клапан от 80 литра в минута може да изглежда подходящ на хартия, но ако работите близо до тази граница, спадът на налягането през вентила се увеличава и генерирането на топлина се превръща в проблем.
Помислете за работния цикъл и честотата на превключване. Приложенията, които непрекъснато превключват, се възползват от AC соленоиди, които се справят по-добре с топлината поради по-високата топлинна маса. DC соленоидите работят добре за прекъсващ режим и предлагат по-бързи времена за реакция. Ако вашата система трябва да задържи позиция за продължителни периоди без движение, задайте конфигурация на фиксиране, за да елиминирате непрекъснатото захранване на соленоида.
Символът на макарата определя функцията на клапана в централно положение и във всяка крайна позиция. Проучете внимателно хидравличните схематични символи, за да разберете какво прави всяка конфигурация на свързване на порт с вашия задвижващ механизъм. Символ E (всички портове са блокирани в центъра) е подходящ за приложения, при които искате спрените задвижващи механизми да устояват на външни сили. Символът P-to-T в центъра осигурява свободна циркулация, която намалява генерирането на топлина по време на периоди на неактивност. Изберете символа, който отговаря на вашите функционални изисквания.
Конкурентни алтернативи и кръстосани препратки
Докато Rexroth 4WE 6 E е водещ продукт, няколко други производители произвеждат функционално еквивалентни вентили. Серията D1VW009CNT на Parker предлага възможност за директна замяна със сходни стойности на налягане и поток. Vickers, сега част от Eaton, произвежда серията DG4V-3-8C, която се сменя директно върху NG6 подплочи. Argo Hytos предоставя RPE3-063C11 като друга взаимозаменяема опция.
Тази съвместимост на различни производители дава гъвкавост на отделите за доставки. Ако вашият основен доставчик е изправен пред дълги срокове за доставка или недостиг на складови наличности, съществуват алтернативи без препроектиране на вашата хидравлична система. Ценовата конкуренция между тези производители облагодетелства купувачите, въпреки че обширната дистрибуторска мрежа на Rexroth и техническата поддръжка често оправдават всяка надценка.
Когато сменяте вентили от различни производители, проверете дали символите на макарата съвпадат функционално, а не само номинално. Това, което един производител нарича "Символ Е", може да има фино различни портови връзки от версията на друг производител. Прегледайте подробните диаграми на свързване на портове в каталога на всеки производител, преди да финализирате заместването на кръстосана препратка.
Ценообразуване и стратегия за доставки
Пазарната цена за 4WE 6 E варира според региона, конфигурацията и обема на покупката. В Северна Америка очаквайте цени около $140 за стандартни конфигурации, закупени индивидуално. Индийските пазари показват цени между ₹7799 и ₹9203, докато малайзийските дистрибутори предлагат около RM196,50. Тези вариации отразяват местните разходи за дистрибуция, вносни мита и пазарна конкуренция.
Минималните количества за поръчка от повечето дистрибутори започват от една бройка, което прави малките покупки практични. Сроковете за доставка обикновено са от седем до десет дни за стандартни конфигурации, въпреки че обичайните комбинации от напрежение и символи често се доставят от склад на дистрибутор. По-рядко срещаните конфигурации могат да продължат до няколко седмици, ако изискват фабрично изграждане по поръчка.
За отделите по поддръжка, управляващи инвентара на критични резервни части, помислете за складиране на една или две често използвани конфигурации като застраховка срещу неочаквани повреди. Дългият експлоатационен живот на клапана означава, че резервните части могат да стоят на рафтовете с години, но разходите за складиране на резервни са минимални в сравнение с разходите за престой на оборудването. Уверете се, че вашият запас включва всякакви специални конфигурации като FKM уплътнения, ако вашата система използва нестандартни течности.
Окончателни препоръки
Насочващият управляващ вентил Rexroth 4WE 6 E осигурява надеждна работа в компактна, стандартна за индустрията опаковка. Неговото ниво на налягане от 350 бара и капацитет на потока от 80 литра в минута осигуряват силна способност в класа на размера NG6. Дизайнът на соленоид с мокър щифт балансира производителността с удобството за обслужване, а стандартизираният монтаж осигурява широка съвместимост в хидравличните системи.
Когато специфицирате или поддържате тези клапани, обърнете внимание на детайлите, които са най-важни. Съобразете материалите на уплътненията с химията на вашата хидравлична течност. Оразмерете вентила консервативно, за да избегнете прекомерен спад на налягането и генериране на топлина. Помислете за фиксиращи версии за пестене на енергия в приложения за задържане на позиция. Защитете диференциалните цилиндри от повишаване на налягането чрез подходящ дизайн на веригата.
Разбирането как работи вентилът, какви са неговите ограничения и как се вписва в конкурентната среда ви помага да вземете по-добри решения относно избора, поддръжката и отстраняването на проблеми. 4WE 6 E не е перфектен за всяко приложение, но в рамките на своята дизайнерска обвивка осигурява доказана производителност, което обяснява широкото му приемане в индустриалната хидравлика.
